EXPLOSIMETRIE

EXPLOSIMETRIE. Cours INC2

 

 

 

1 MECANISME DES EXPLOSIONS

 

A.     Qu’est ce qu’une explosion ?

 

L’explosion est une combustion rapide.

Une source d’activation et/ou, une élévation suffisante de la température ambiante, provoque dans un milieu explosible, l’inflammation violente de cette atmosphère.

De l’extension de ces gaz chauds de combustion, résulte une surpression.

Le front de flamme est donc précédé d’une onde de choc !

 

 

            L’explosion peut prendre deux formes :

 

1.      Déflagration Þ La propagation se fait par diffusion des radicaux libres.

Elle est caractérisée par une vitesse de déplacement de quelques mètres à quelques centaine de mètres par seconde.

 

2.      Détonation Þ La vitesse peut atteindre plusieurs kilomètres à la seconde (jusqu’à 4 km/s). Et une surpression au-delà de 30b.

Ce phénomène est différent, car la pression est tellement importante, quelle monte en température le gaz, à son point d’auto-infammation.

L’onde de choc est complètement liée au front de flamme, puisqu’elle le produit.


 

 


 


Effet d’une surpression brutale :

 

A 0.2b subit sans dangers. Vitres brisées.

A 0.5b blessures des tympans. Dégâts divers.

A 1 b  blessures importantes

A 1.4b 1% de décès (Blastés, etc…)

A 5b nombreux morts. Dégâts importants sur gros œuvres.

 

 

 

 

B.QUEL SONT LES ELEMENTS PROPICES A UNE EXPLOSION?

 

Pour qu’une explosion se produise 3 éléments sont nécessaires :

 

1.Une substance inflammable : gaz, vapeur, solide en suspension…

2.Un comburant (O2)

3.Une source d’inflammation : élévation de la température (atteinte du point d’auto ignition) et /ou énergie d’activation.

 

 

Pour qu’une atmosphère soit explosive, il faut que certaines conditions soient réunies. Les quantités de chaque éléments doivent être en proportion adéquate.

La Limite Inférieure d’Explosivité : valeur en dessous de laquelle il ne peut y avoir inflammation.

La Limite Supérieure d’Explosivité : valeur au-dessus de laquelle il ne peut y avoir inflammation.

 

 

 

 


2.LES DANGERS "CACHES", LIES AUX CARACTERISTIQUES DES GAZ :

 

A.Quels sont-ils ?

 

 

1. Dangers liés à la Densité.

 

La recherche d’une fuite ou d’une nappe gazeuse, est directement instruite par son poids, comparé à celui de l’air.

Les gaz lourds se retrouvent dans les points les plus bas : étages inférieurs, caves, égouts, vides-sanitaires… Les gaz légers en hauteur : étages supérieurs, faux-plafonds, combles…

 

 

® Mais comment savoir si un gaz ; s’échappant d’un transport de TMD ou du stock d'une entreprise, est plus lourd ou plus léger que l’air ???

 

C’est simple, il suffit de repérer la formule chimique !

 

 

           

            La matière est composée de molécules, elles même faites d’atomes. Et ces atomes ont un poids.

Les gaz les plus courants sont principalement constitués de Carbone : ; d’Hydrogène : ; d'Oxygène : O2; d’Azote : N.

 

 

                                    Exemple : Molécule de Butane.

 

 

 

 

La Densité de l’air est de 29.

 

Masse molaire de C = 12

Masse molaire de H = 1

Masse molaire de O2 = 32 (O=16)

Masse molaire de N = 14

 

 

 

Méthode:

1.      Multiplier la masse de chaque atome au nombre de fois qu’il apparaît dans la molécule.

2.      Additionner les poids trouvés et de comparer le résultat à celui de l’air.

 

 

 

 

 

 

Exemple : le Butane présente la formule suivante : C4 H10.

                            Cx4 + Hx10 = 12x4 + 1x10

                            = 48 + 10 = 58

                       

                          58 > 29( D de l’air) Þ Le Butane est plus lourd que l’air (58/29= 2 ; le Butane est 2 fois plus lourd que l’air)

 

A vous :

1.sachant que l’acétylène est constitué de C2 H2

            Est-elle plus lourde ou légère que l’air ?

 

 

 

2. La formule de l'oxyde d'éthyle est: C2 H4 O; quelle est sa densité comparée à l'air?

 

 

 

 

 

 

 

2.Dangers liés à la phase d’un gaz :

 

 

 

L’état d’un gaz est fonction de ses caractéristiques, par rapport à son environnement : température et pression atmosphérique influent sur son état. 

 

 

Si le mot "gaz" est généralisé, il nomme la phase d'un produit.

A la pression atmosphérique (1015 hectos pascal) et à T°C ambiante, le Propane, Butane, Méthane…son sous forme gazeuse.

Pour les stoker et les transporter, il sont liquéfiés, par les distributeurs. Cette liquéfaction est produite par refroidissement et mise en pression, à des valeurs différentes selon les gaz.

 

 

Tableau comparatif comparatif en annexe.

 

 

 

 

Il est important de garder ces caractéristiques à l'esprit, car lors d'opérations d'incendie et de secours, nous les exploitons constamment:

 

 

   On comprend ainsi aisément le principe du bouchon de glace. Et dans quelle mesure il peut être efficace ou non, selon les caractéristiques du gaz en question.

 

   C’est pour ces mêmes raisons q'une bouteille de butane ouverte en hivers, avec des T°C inférieure à –5°C, renversée, se videra sous forme liquide; non pas gazeuse!

 Mais dès que la T°C s'élève…

 

   On imagine aussi une fuite en partie haute, sur une citerne de propane: le gaz sera propulsé en hauteur par pression et formera une nappe au sol car sa densité est supérieur à l'air.

 

3. Dangers liés aux odorants:

 

 

Les gaz de combustions couramment rencontrés son inodores. Pour des raisons de sécurité, les distributeurs ajoutent un odorant. Il s'agit du THT (C2H6S), gaz de la famille des mercaptans.

 

 

Lors d'une fuite dans un milieu vaste, celui-ci peut se dissocier: gaz explosif d'un côté, odorant de l'autre…

 

C'est pourquoi l 'explosimètre reste notre seul référent.

 

 

 

 

4.Dangers liés à l'influence de la T°C et de la P, sur la LIE et la LES:

 

 

 

 

Les valeurs de LIE et LSE des gaz, sont calculées à une température de 20°C, à la pression atmosphérique.

 

 

 

Mais plus la température du milieu où se trouve un gaz est élevé, plus sa plage d'explosivité est importante. Diminution de sa LIE; augmentation de sa LSE.

La pression n'a qu’une influence importante sur la LSE, en l'augmentant.

 

 

 

 

 


 

 

 

 

Dès lors, rien n'empêche un milieu mesuré à 20% de la LIE, ou à 150% de la LSE, de devenir explosif, si à un autre endroit, même éloigné, se produit une explosion (augmentation T° et P.)

 

 

 

 

 

    150% LSE

100% LIE

60%

30%

10%

 

 

   

100%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                                                            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Conclusion: même un local à 10% de la LIE représente un danger important, tant que la fuite n'est pas repérée et les reconnaissances terminées.

 

 


 

5. Le milieu confiné, et le "fût du canon":

 

 

 

Le volume de l'endroit où se trouve une fuite de gaz, à une influence directe sur notre sécurité:

 

   Dans un milieu réduit, la LIE sera plus vite atteinte, peu de gaz, suffit à remplir le volume.

 

   A puissance égale, une explosion en milieu confiné, est plus dangereuse qu'à l'extérieur; l'onde de choc ne peut se libérer et la pression augmente d'autant plus.

 

   Le "fût du canon": une déflagration à l'extrémité d'un volume allongé (couloir, par exemple) et dans certaines conditions, peut subir un accroissement de la pression, pouvant induire, le passage au régime de détonation.

 

 

 

3.CONVENTION GDF / SDIS 13:

 

 

Extrait de la convention signée entre GDF, le préfet de région et le président du conseil général.

 

Art.1:

Cette convention définie les missions respectives des services GDF et sapeurs-pompiers, pour une meilleure coordination.

 

Art.2:

2.1.1. La prévention en générale et notamment la direction, la définition, la coordination et la mise en œuvre des différentes opérations de sécurité et de secours, appartiennent aux sapeurs-pompiers.

2.1.2.      Arrivée sur les lieux, l'agent GDF se met à la disposition des SP, et agit en tant que responsable technique.

 

Art.3:

Si la situation l'exige, et que les services GDF ne sont pas sur les lieux, les sapeurs-pompiers ferment les organes de coupures. Ils doivent dans ce cas disposer d'un panneau de signalisation ou laisser un SP à proximité.

En aucun cas ils ne doivent pratiquer de réouverture du réseau.

En aucun cas les sapeurs-pompiers ne doivent manipuler les vanne du réseau.

 

Art.4: Les services de GDF, sont nécessaires lors des opérations pour fuite sur:

                        Réseau gaz naturelle.

                        Récipients domestiques.

                        Propane grosse capacité.


 

4 MESURES CONSERVATOIRES:

 

 

Après avoir pris conscience de l'importance et des multiples dangers, rencontré dans les milieux explosifs, quelques règles semblent évidentes.

 

 

 

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